Фазный и линейный ток: Линейные и фазные токи, схема звезда и треугольник

Линейные и фазные токи, схема звезда и треугольник

Линейные и фазные токи 1 Трехфазной системой переменного электрического тока называют связную совокупность 3-х цепей, в которых имеются синусоидальные ЭДС равной частоты, сдвинутые на одну треть периода по фазе (или 120 градусов), и сформированные одним источником энергии.

В качестве источника, обычно выступает генераторная установка. Практически абсолютное большинство генераторных установок, установленных на современных электростанциях, являются источниками 3-х-фазного тока.

Отдельную цепь данной системы именуют фазой, а систему 3-х сдвинутых по фазе электрических токов принято называть трехфазным.

Так, токи, протекающие в каждой фазе, именуют фазными и условно обозначают IА, IB, IC либо условно Iф. Токи в ветвях нагрузки именуют линейными. Их величина обуславливается величиной фазных напряжений, типом нагрузки. При сугубо активной нагрузке токи идентичны с напряжениями по фазе, а при индуктивной либо емкостной нагрузке, токи могут опережать или отставать от напряжения.

В традиционных электросетях имеет место 2 метода соединения:

— треугольник;

— звезда.

Линейные и фазные токи 2

При соединении ветвей схемы треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой, т.е. получается замкнутый контур. Для каждого узла схемы выполняется баланс – сумма входящих токов равна сумме исходящих. При таком подключении и симметричной нагрузке выполняется соотношение:

Iл = v3 Iф.

При соединении ветвей элементов схемы звездой все окончания обмоток фаз подключают в один узел 0. Ввиду того, что фазы генератора соединяются последовательно с фазами электроприемников (нагрузки), то линейные токи по величине равны фазным:

Iф = Iл.

Как видим, при соединении фаз, используя метод треугольника, токи разнятся между собой в в 1,72 раза, а при подключении звездой остаются одинаковыми. При этом следует помнить, что соединении фаз генератора может быть выполнено звездой, а приемников – треугольником, и, следовательно, имеет место обратная зависимость. Вследствие чего, в зависимости от требующегося значения напряжения используется та либо иная схема подключения фаз генератора, нагрузки.

Фазные и линейные токи и напряжения. Численные соотношения между фазными и линейными величинами.

Каждая часть многофазной системы, имеющая одинаковую характеристику тока, называется фазой.

Фазное напряжение – возникает между началом и концом какой-либо фазы. По другому его еще определяют, как напряжение между одним из фазных проводов и нулевым проводом.

Линейное - которое определяют еще как межфазное или между фазное – возникающее между двумя проводами или одинаковыми выводами разных фаз. Показатель фазного напряжения составляет примерно 58% от параметров линейного. Таким образом, при нормальных условиях эксплуатации показатели линейных одинаковы и превышают фазные в 1,73 раза. В трехфазной сети напряжение, как правило, оценивают по данным линейного напряжения. Для трехфазных линий, которые отходят от подстанции, устанавливается линейное напряжение номиналом 380 вольт. Это соответствует фазному в 220 вольт.

Так, токи, протекающие в каждой фазе, именуют фазными и условно обозначают IА, IB, IC либо условно Iф. Токи в ветвях нагрузки именуют линейными. Их величина обуславливается величиной фазных напряжений, типом нагрузки. При сугубо активной нагрузке токи идентичны с напряжениями по фазе, а при индуктивной либо емкостной нагрузке, токи могут опережать или отставать от напряжения.

В традиционных электросетях имеет место 2 метода соединения:

- треугольник;

- звезда.

При соединении ветвей схемы треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой, т.е. получается замкнутый контур. Для каждого узла схемы выполняется баланс – сумма входящих токов равна сумме исходящих. При таком подключении и симметричной нагрузке выполняется соотношение:


Iл = v3 Iф.

При соединении ветвей элементов схемы звездой все окончания обмоток фаз подключают в один узел 0. Ввиду того, что фазы генератора соединяются последовательно с фазами электроприемников (нагрузки), то линейные токи по величине равны фазным:

Iф = Iл.

Соединение потребителей трехфазного тока по схеме "звезда". Симметричный и несимметричный режимы.

При соединение фаз обмотки генератора (или трансформатора) звездой их концы X, Y

и Z соединяют в одну общую точку N, называемую нейтральной точкой (или нейтралью) (рис. 3.6). Концы фаз приемников (Za, Zb, Zc) также соединяют в одну точку n. Такое соединение называется соединение звезда.

Провода Aa, Bb и Cc, соединяющие начала фаз генератора и приемника, называются линейными, провод Nn, соединяющий точкуN генератора с точкой n приемника, – нейтральным.

Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода – трехпроводной.

Линейные и фазные токи и напряжения в трехфазных цепях

Линейный токТрехфазная система электроснабжения принята в качестве стандарта в большинстве стран мира, Россия не исключение. Каждый дом в стране подключен именно к такой сети, но в отдельную квартиру заходит, как правило, один фазный провод. При желании можно провести и еще две фазы, что часто делается на участках, предназначенных для ИЖС. Они нужны для работы оборудования, содержащего электродвигатель. При подключении к трехфазной цепи часто возникают вопросы, связанные с такими понятиями, как фазный и линейный ток, а также с соответствующими показателями напряжений.

Цепи переменного тока

Как известно, электроснабжение в России осуществляется с помощью цепей переменного тока с частотой 50 Гц. За одну секунду совершается 50 циклов. Полный цикл представляет собой круг, угловой размер которого можно измерить в градусах и радианах — 360 градусов радиан или 2π радиан. Соответственно, половина этого цикла будет 180 или π радиан, треть — 120 или 2 π/3 и т. д. Конкретный момент этого цикла и называется фазой. Цепи в стране синхронизированы в единую систему.

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях

Сдвиг по фазе в цепи

Фазные и линейные напряжения и токиЭто выражение не имеет ничего общего со здоровьем головного мозга. Таким термином объясняют несовпадение графиков тока и напряжения, что бывает на участках с катушками или конденсаторами, а также сравнение фаз в разных проводах. При трехфазной системе электроснабжения сдвиг составляет 120 градусов или 2 π/ 3 радиан.

Вот так выглядит наложение графиков напряжений в трех проводах, идущих от трансформаторной будки. Слева даже наглядно показано, как такое можно получить от простой турбины.

Возможно, некоторые помнят подобное упражнение при составление графика функции y=sin (x), когда рисовали ее от круга.

Действующие показатели тока и напряжения

Линейное напряжениеМаксимальная амплитуда напряжения в цепи, идущей от трансформаторной подстанции во дворе, составляет 310 В. За 1 с она бывает 100 раз — внизу и вверху графика. Мгновенные значения этого параметра зависят от фазы, в которой находится график. Естественно, для потребителей такое представление крайне неудобно, поэтому в обиходе используется понятие действующего напряжения.

Его формула была выведена экспериментально на основе закона Джоуля-Ленца. Суть вывода этой формулы заключается в том, что действующее значение переменного тока эквивалентно значению постоянного при одинаковом выделении теплоты. Коэффициент, который используется при вычислении, равен √2. Зная это, можно воспользоваться правилом:

I=I m/ √2, U=Um/√2,

где I m и Um — амплитуда. Если подставить во вторую формулу значение амплитуды, то получается, что действующее напряжение фазного провода относительно земли в квартире составит 230 В. Оно еще называется фазным. Ну, а величина тока будет зависеть от нагрузки, согласно закону Ома:

I=U/R.

Ток в фазном проводе тоже будет называться фазным.

Соединения звезда и треугольник

В домашней розетке помимо фазы обязательно присутствует ноль. Правильное его название — нейтраль. Некоторые путают его с заземлением, но на самом деле у него иная функция. Чтобы ее лучше понять, нужно ознакомиться с таким понятиями, как «звезда» и «треугольник».

Линейное напряжение

Роль нейтрали в цепи

Линейное напряжение этоНа подстанции, откуда в квартиру идет питающий провод, все три фазы одним концом соединены. Второй конец одной из фаз идет в одну квартиру, другой — в другую, третий — в третью. Если в каждой квартире в качестве второго провода использовать заземление, может возникнуть неприятная ситуация.

Но равновесие в этой системе возможно лишь тогда, когда все три потребителя одновременно включают одинаковую нагрузку — она называется симметричной. В реальности же один может включить телевизор, а другой — электрическую духовку. Итогом этого станет перекос фаз, когда у владельца телевизора в розетке будет 380, а у обладателя духовки 30 с небольшим. Чтобы такого не случилось, с места соединения концов фазных проводов выводят нейтраль, которая и идет в каждую квартиру. Для пущей осторожности ее тоже заземляют.

Нейтраль (нулевой провод) является компенсатором несимметричности нагрузки в такой цепи, которую назвали «звездой». В таком соединении между одной из фаз и нейтралью напряжение приблизительно равно 220 В, а между двумя фазами — 380. Это самое межфазное напряжение и называется линейным.

Его значение вычисляется исходя из действующего фазного и значения угла сдвига между ними. Вспомнив уроки геометрии в школе можно вывести:

AB=2x230x√3/2=230х√3=400.

Учитывая, что в цепь постоянно что-то включено, и в чистом виде ЭДС дома не измерить, получим:

220х√3=380.

Таким образом, фазные и линейные напряжения и токи при соединении звездой подчиняются следующим закономерностям:

U (l)=√3U (f), I (l)=I (f) — линейный ток равен фазному.

Соединение звездой с нейтралью очень удобно для распределения проводки по разным потребителям. Его преимущества можно перечислить:

  • устойчивость режима работы электроприборов в условиях разных нагрузок;
  • двигатели, обмотки которых подключены таким методом, не перегреваются;
  • из-за невозможности увеличить ток — пуск двигателя осуществляется плавно;
  • возможность использования как линейного, так и фазного напряжения.

Схема треугольник и максимум мощности

Фазное и линейное напряжениеТакая необходимость возникает при желании по максимуму использовать КПД электродвигателя. Это можно достигнуть путем соединения фазных проводов в треугольник. Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях такого типа будут совпадать и равняться 380 В. А вот линейный ток, протекающий в подведенных к двигателю фазах, будет отличаться от того, что протекает через обмотки. Фазный ток можно вычислить, зная сопротивление и напряжение в обмотках, это величины известные. А вот линейный ток вычисляется по такой же диаграмме, как и напряжение в схеме «звезда»:

I (l)=I (f)x√3, U (f)=U (l).

Стоит ли делать такое переключение — отдельный вопрос. Для этого нужно учесть ряд важных моментов:

  • Линейные и фазные токи и напряжения в трехфазных цепяхМощность, конечно, увеличится в 1,5 раза. Возможность перегрева — тоже.
  • Если у двигателя тяжелый ротор, то при раскрутке ток будет раз в 7 выше, чем при устойчивой работе.
  • То же самое будет наблюдаться при попытке дать физическую нагрузку на вращающуюся часть, например, при пилке чего-то жесткого, при подъеме тяжести (если двигатель используется в качестве лебедки).

Поэтому перед проведением экспериментов стоит хорошо ознакомиться с паспортом двигателя и возможностями вашей сети.

Вполне возможно, что лучше будет приобрести электродвигатель с реостатной регулировкой пускового тока.

линейный ток - это... Что такое линейный ток?

 

линейный ток
Ток, протекающий в линейном проводнике трехфазной электрической цепи, соединяющем источник и приемник электрической энергии.

EN

phase current, I
value of the current flowing in each phase of an electrical distribution system
[IEC 61557-12, ed. 1.0 (2007-08)]

FR

courant de phase, I
valeur du courant circulant dans chaque phase d’un réseau de distribution électrique
[IEC 61557-12, ed. 1.0 (2007-08)]


Четырехпроводная система трехфазного тока

Нейтраль - обшая точка соединенных концов фазных обмоток генератора (источника питания). То же самое относится и к потребителю (нагрузке).
Линейные провода (проводники) - проводники, присоединенные к началу фазных обмоток  (А, В и С).
Звезда (соединение звездой) - представленное на рисунке соединение, в котором начала обмоток соединены в одну общую точку.
Нулейвой провод (проводник) или нулевой рабочий провод (проводник) - проводник соединяющий нейтрали генератора (источника питания) и потребителя (нагрузки). Нулевой провод выполняет роль обратного провода.
Линейное напряжение - напряжение между линейными проводами.
Фазное напряжение - напряжение между линейным и нулевым проводом.
Фазный ток - ток, протекающий по фазной обмотке генератора (источника питания) или потребителя.
Линейный ток - ток, протекающий по линейному проводу.
При соединении звездой линейный ток равен фазному.
При работе по нулевому проводу протекает ток, равный векторной сумме трех линейных токов: IА, IB и IC.
Если фазы нагружены равномерно, то ток нулевого провода равен нулю.

[На основе книги Кузнецов М. И. Основы электротехники. М, "Высшая Школа", 1964]

Цепи трехфазного переменного тока (соединение потребителей по схеме «звезда»)

Цель работы. Исследовать электрическую цепь трехфазного переменного тока, содержащую приемник электрической энергии, соединенный по схеме «звезда» с нулевым (нейтральным) проводом и без него.

Краткие теоретические сведения

Трехфазная симметричная система ЭДС состоит из трех ЭДС, одинаковых по амплитуде и частоте, но сдвинутых друг относительно друга на 120º.

При соединении «звездой» концы обмоток фаз генератора X, Y, Z соединяют в одну общую точку N , называемую нейтральной или нулевой. К началам фаз генератора А, В, С подключают провода, с помощью которых источник питания (генератор) соединяется с приемником. Эти провода называются линейными, а трехфазная система – трехпроводной (рис.20).

Рис.20. Трехпроводная система трехфазного переменного тока (соединение по схеме «звезда»).

 

Если нейтральная (нулевая) точка N генератора соединена проводом с нейтральной (нулевой) точкой n приемника, то система называется четырехпроводной с нулевым (нейтральным) проводом (рис.19).

 

Рис.21. Четырехпроводная система трехфазного переменного тока с нулевым (нейтральным) проводом (соединение по схеме «звезда»).

 

При соединении «звездой» каждая фаза генератора, линейный провод и фаза нагрузки соединены между собой последовательно и через них проходит один и тот же ток. Следовательно, при соединении «звездой» линейный ток равен фазному, т.е.

IЛ = IФ .                                                                                      (36)


Напряжения между началом и концом каждой фазы нагрузки А, В, С, равные (при пренебрежении падением напряжения в проводах) напряжениям на фазах генератора, называются фазными напряжениями. Напряжения между линейными проводами AB, BC, CA называются линейными напряжениями. Токи, протекающие в фазах нагрузки A, B, C, называются фазными токами. Для системы «звезда» линейные токи одни и те же с фазными Л  = Ф.

По второму закону Кирхгофа можно определить соотношения между фазными и линейными напряжениями

AB  = A B

BC  = B C                                                            (37)

CA  = C A

Так как трехфазная система генератора симметрична, то действующие значения ЭДС генератора равны между собой и равны действующим значениям на нагрузке при пренебрежении падением напряжения в линии A  = B = C = A  = B = C = Ф .


ЕA  = ЕB = ЕC = UA  = U B = U C = U Ф .

 

Исходя из равенства угла сдвига между фазами 120 на генераторе и нагрузке и выведенных из второго закона Кирхгофа уравнений (37), равны между собой и действующие значения линейных напряжений

UAB = UBC = UCA = UЛ .

Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений (рис.20) будет для симметричного генератора и четырехпроводной системы «звезда» неизменна при любой нагрузке. На рис.20а приведена полярная, а на рис. 20б – топографичекая векторная диаграмма.

 

 

а) б)

 

Рис.22. Полярная и топографическая векторные диаграммы напряжений в четырехпроводной системе «звезда»

 

Из векторной диаграммы (рис.20а) получим соотношение между линейными и фазными напряжениями.

UAB = 2UА cos 30º =  UА  =  UФ.

В общем случае для четырехпроводной системы «звезда» при любой нагрузке

UЛ =  UФ .                                                                  (38)

К симметричному трехфазному генератору с нейтральным проводом может быть присоединена любая симметричная и несимметричная нагрузка. Нагрузка называется симметричной, если сопротивления и углы сдвига фаз между напряжением и током всех ее фаз одинаковы

ZA = ZB = ZC , φA = φB = φC.                                                   (39)

Несоблюдение любого из условий (39) приведет к нарушению симметричности нагрузки трехфазной системы.

Рассмотрим четырехпроводную трехфазную систему с нагрузкой, соединенной по схеме «звезда».

1) Симметричная активная нагрузка: ZA = ZB = ZC  = RA = RB = RC

IA =

IB =

IC =

Так как UA = UB = UC = UФ = , то

IA = IB = IC = IФ =  =                                            (40)

Топографическая векторная диаграмма токов и напряжений при симметричной активной нагрузке представлена на рис.21.

Рис.23. Топографическая векторная диаграмма четырехпроводной трехфазной системы «звезда» при симметричной активной нагрузке

 

По первому закону Кирхгофа

A  + B  + C  = N .

Для симметричной нагрузки

N  = 0.

2) Несимметричная активная нагрузка: ZA = RA ; ZB = RB ; ZC = RC ;      RARBRC ; IAIBIC

A =          IA  =  =  = ;

B =          IB =  =  = ;                                     (41)

C =          IC =  =  = ;

 

N = A  + B  + C .                                                                  (42)

 

Топографическая векторная диаграмма токов и напряжений при несимметричной нагрузке представлена на рис.22

Рис.24. Топографическая векторная диаграмма четырехпроводной трехфазной системы «звезда» при несимметричной активной нагрузке

 

Для нахождения значения тока IN по выражению (42) необходимо найти геометрическую сумму векторов A  , B  и C (рис.22). В результате получаем

IN =               (43)

 

Общая мощность трехфазной цепи в этом случае будет равна

P =                                                            (44)

 

 

Трехпроводная трехфазная система с соединением нагрузки по схеме «звезда» без нулевого (нейтрального) провода (рис.20).

 

Рассмотрим, что произойдет с токами и напряжениями при отключении нейтрального провода (рис.20).

В трехпроводной системе, соединенной по схеме «звезда» между нулевой точкой нагрузки и нулевой точкой генератора возникает напряжение UnN , величина и направление которого зависят от величины и характера нагрузки.

Согласно методу двух узлов в случае активной нагрузки напряжение UnN, можно выразить следующим образом

nN = .                                                    (45)

Составим уравнения по второму закону Кирхгофа

nN =  −

nN =  −                                                                       (46)

nN =  −

Откуда

=   − nN

=   − nN                                                            (47)

=   − nN  .

 

Токи в фазах нагрузки определяются

A  =   =

B  =   =                                                      (48)

C  =   =

 

Проанализируем электрическое состояние трехпроводной трехфазной системы, соединенной по схеме «звезда», при различных значениях нагрузки.

1) Симметричная активная нагрузка: ZA = ZB = ZC  = RA = RB = RC

=

=

=

nN = 0

=   =  

 

A =      IA =

B =      IB =

C =      IC =

A  + B  + C  = N = 0

A  = B  = C  = Ф .

 

 

Векторная диаграмма токов и напряжений приведена на рис.25.

Рис.25. Топографическая векторная диаграмма трехпроводной трехфазной системы «звезда» при симметричной активной нагрузке

 

 

Векторная диаграмма аналогична диаграмме, построенной для четырехпроводной системы с симметричной активной нагрузкой. Подобным образом аналогична диаграмма для симметричной активно-реактивной нагрузки, поэтому при симметричной нагрузке отпадает необходимость нулевого провода, т.к. ток в нем равен нулю.

2) Несимметричная активная нагрузка: ZA = RA ; ZB = RB ; ZC = RC ;      RARBRC ; IAIBIC

При отключении нейтрального провода ток I0 становится равным нулю, следовательно, при несимметричной нагрузке должны измениться и токи IA , IB , IC. изменение же этих токов может произойти только при условии, что изменились напряжения на фазах нагрузки. Следовательно, фазные напряжения нагрузки теперь не будут представлять симметричную систему векторов, т.к. действующие значения этих напряжений не будут равны между собой, а их фазовый сдвиг относительно друг друга будет отличаться от 120º (рис.26).

Рис.26. Топографическая векторная диаграмма трехпроводной трехфазной системы «звезда» при несимметричной активной нагрузке

 

Нулевая точка нагрузки n смещена относительно нулевой точки генератора N.

 

Из рис.25 видно, что напряжения на фазах нагрузки определяются как

=   − nN

=   − nN                                                                

=   − nN  .

что соответствует выражению (47)

Проведя геометрическое сложение векторов , ,  и разделив полученный результат на значение проводимости Y = , в соответствии с выражением (45), получаем вектор nN.

Вычитая полученный результат из векторов , , и , находим соответственно ,  и .

В результате получаем выражения для расчета действующих значений фазных напряжений UA, UВ, UС и токов IA, IВ, IС.

 

UА = UЛ ; IA =

UВ = UЛ ; IВ =

UС = UЛ ; IС =                    (49)

Для измерения мощности в работе используется метод двух ваттметров W1 и W2 (рис.27).

Рис.27. Схема измерения мощности методом двух ваттметров

 

Поясним принцип работы этого метода.

Приборы для измерения активной мощности (ваттметры), включенные в цепь однофазного переменного тока, измеряют величину

Р = UI ∙ cos (U ^ I) ,                                                                 (50)

где U - напряжение, приложенное к обмотке напряжения ваттметра;

I - ток, протекающий по токовой обмотке ваттметра;

U ^ I = φ - угол сдвига между напряжением и током.

Активная мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке фаз может быть выражена двумя равноценными формулами

Р = 3∙UФ IФ ∙ cos φ или

Р = UЛ IФ ∙ cos φ .                                                              (51)

Для измерения активной мощности в трехпроводных цепях трехфазного тока как при симметричной, так и при несимметричной нагрузке фаз (независимо от способа соединения нагрузки «звездой» или «треугольником»), широкое практическое применение получил метод двух ваттметров, включенных как показано на рис.14.

Показания ваттметров W1 и W2 можно записать следующим образом

Р1 = UАВ IA ∙ cos (UAB ^ IA)

Р2 = UСВ IC ∙ cos (UCB ^ IC)                                              (52)

Обозначим через α и β соответственно углы (UAB ^ IA) и (UCB ^ IC) . Для определения α и β построим векторную диаграмму для случая симметричной активно-индуктивной нагрузки (рис.27). Согласно построению α = 30º + φ, β = 30º – φ.

Учитывая, что при симметричной нагрузке UАВ = UСВ = UЛ и IА = IС = IЛ, показания ваттметров можно записать следующим образом:

Р = Р1 + Р2 = UЛ IЛ ∙ [cos (30º + φ) + cos (30º – φ)] = UЛ IЛ ∙ cos φ. (53)

Полученное выражение совпадает с выражением (45). Таким образом доказано, что сумма показаний двух ваттметров будет равна активной мощности трехфазной цепи.

 

Рис.28. Векторная диаграмма трехпроводной системы трехфазного переменного тока с симметричной активно-индуктивной нагрузкой

 

Разность показаний двух ваттметров, умноженная на  , будет равна реактивной мощности цепи Q.

Q = ( Р1 Р2) =  UЛ IЛ ∙ [cos (30º + φ) – cos (30º – φ)] = UЛ IЛ ∙sin φ. (54)

 

Показания каждого из ваттметров в отдельности не имеют никакого физического смысла, за исключением случая симметричной и чисто активной нагрузки, при которой Р1 = Р2 и составляет половину измеряемой мощности трехфазной цепи.

 

ПЛАН РАБОТЫ

Задание 1. Определить электрические параметры четырехпроводной трехфазной цепи при симметричной и несимметричной нагрузке, соединенной по схеме «звезда» с нулевым (нейтральным) проводом.

1. Собрать электрическую схему (рис.29).

Рис.29. Схема лабораторной установки: А-х, В-y, C-z - трехфазный ламповый реостат, установленный на стенде; А1 - амперметр на ток 1–2 А; А2, А3, А0 - амперметры на ток 0,25–0,5–1 А; V – вольтметр на 75-150-300-600 В.

 

2. Установить симметричную нагрузку фаз, включив по пять ламп в каждой фазе, и измерить IA, IB, IC, IN, UA, UB, UC, UAB, UBC, UCA.

3. Установить несимметричную нагрузку фаз, включив 5 ламп в фазе А, 4 лампы в фазе «В» и 3 лампы в фазе «С» и осуществить измерения электрических параметров, указанных в п.2.

4. Вычислить электрические параметры, указанные в табл.7.

5. занести результаты измерений и вычислений в табл.7.

 

 

Задание 2. Определить электрические параметры трехпроводной трехфазной цепи при симметричной и несимметричной нагрузке, соединенной по схеме «звезда» без нулевого (нейтрального) провода.

1. Собрать электрическую схему (рис.30).

Рис.30. Схема лабораторной установки: А-х, В-y, C-z - трехфазный ламповый реостат, установленный на стенде; А1 - амперметр на ток 1–2 А; А2, А3 - амперметры на ток 0,25–0,5–1 А; V – вольтметр на 75-150-300-600 В; W1 и W2 - ваттметры на напряжение 75−150−300−600 В и ток 1−2,5−5 А.

 

2. Установить симметричную нагрузку, включив по пять ламп в каждой фазе, и измерить линейные и фазные напряжения, фазные токи, активные мощности.

3. Установить несимметричную нагрузку фаз, включив 5 ламп в фазе А, 4 лампы в фазе «В» и 3 лампы в фазе «С» и измерить электрические параметры, указанные в п.2.

4. Вычислить электрические параметры, указанные в табл.8.

5. Занести результаты измерений и вычислений в табл.8.

 

Содержание отчета.

1. Схемы измерений (рис.29 и 30) с обозначениями используемых приборов.

2. Расчет электрических параметров.

3. Таблицы 7 и 8 с результатами измерений и вычислений.

4. Построенные в масштабе топографические векторные диаграммы (две к заданию 1 по данным п.1-2 табл.7 в соответствии с рис. 21 и 22 и две к заданию 2 по данным пп.1-2 табл.8 в соответствии с рис. 24 и 25.

 

Таблица 7

 

Измеренные величины

Вычисленные величины

IA IВ IС I0 UA UВ UС UAВ UВС UСА UЛ/ UФ РА РВ РС Р
А А А А В В В В В В В Вт Вт Вт Вт
0,6 0,6 0,6 0 228 220 220 380 380 380          
0,6 0,45 0,35 0,21 228 220 220 380 380 380          

 

 

Таблица 8

 

Измеренные величины

 

Вычисленные величины

IA IВ IС UA UВ UС UAВ UВС UСА Р1(W1) Р2(W2) UЛ/ UФ РА РВ РС Ррасч Р(W1+W2)
А А А В В В В В В Вт Вт В Вт Вт Вт Вт Вт
0,6 0,6 0,6 220 220 220 380 380 380 200 200            
0,525 0,475 0,375 193 226 260 380 380 380 190 120            

 

 

 

Контрольные вопросы

1. Как относятся друг с другом ЭДС, составляющие трехфазную систему?

2. Как соединяются обмотки генератора при соединении «звездой»?

3. Чем отличается схема четырехпроводной системы трехфазного тока от схемы трехпроводной системы?

4. Что соединяет нулевой (нейтральный) провод?

5. Что такое линейные и фазные токи и напряжения и каковы соотношения между ними при соединении звездой в векторной форме?

6. Как связаны линейные и фазные напряжения в четырехпроводной системе трехфазного тока?

7. Что такое симметричная и несимметричная нагрузка?

8. Чему равна геометрическая сумма токов в четырехпроводной трехфазной системе при симметричной нагрузке?

9. Чему равен ток в нулевом проводе при симметричной нагрузке?

10. отличаются ли токи и напряжения в четырехпроводной и трехпроводной системах трехфазного тока при одинаковой симметричной нагрузке?

11. При какой нагрузке необходимо включить в трехфазную систему нулевой провод и зачем?

12. Как определить ток в нулевом проводе четырехпроводной системы при несимметричной нагрузке, зная линейные токи?

13. При каких условиях будут равны напряжения на всех фазах нагрузки в трехпроводной трехфазной системе?

14. Каков характер нагрузки в осветительных сетях?

15. Какую систему трехфазного тока нужно использовать в осветительных сетях и почему?

16. какую мощность можно определить методом двух ваттметров?

17. Чему равна активная мощность цепи при применении метода двух ваттметров?

18. В каких системах трехфазного тока может быть применен метод двух ваттметров?

19. Можно ли определить полную мощность трехфазной системы, используя метод двух ваттметров?

20. Можно ли определить коэффициент мощности трехфазной системы, используя метод двух ваттметров?

 

линейный ток (разность фазных токов) — со всех языков на русский

 

линейный ток
Ток, протекающий в линейном проводнике трехфазной электрической цепи, соединяющем источник и приемник электрической энергии.

EN

phase current, I
value of the current flowing in each phase of an electrical distribution system
[IEC 61557-12, ed. 1.0 (2007-08)]

FR

courant de phase, I
valeur du courant circulant dans chaque phase d’un réseau de distribution électrique
[IEC 61557-12, ed. 1.0 (2007-08)]

0640_1
Четырехпроводная система трехфазного тока

Нейтраль - обшая точка соединенных концов фазных обмоток генератора (источника питания). То же самое относится и к потребителю (нагрузке).
Линейные провода ( проводники) - проводники, присоединенные к началу фазных обмоток  (А, В и С).
Звезда ( соединение звездой) - представленное на рисунке соединение, в котором начала обмоток соединены в одну общую точку.
Нулейвой провод ( проводник) или нулевой рабочий провод (проводник) - проводник соединяющий нейтрали генератора (источника питания) и потребителя (нагрузки). Нулевой провод выполняет роль обратного провода.
Линейное напряжение - напряжение между линейными проводами.
Фазное напряжение - напряжение между линейным и нулевым проводом.
Фазный ток - ток, протекающий по фазной обмотке генератора (источника питания) или потребителя.
Линейный ток - ток, протекающий по линейному проводу.
При соединении звездой линейный ток равен фазному.
При работе по нулевому проводу протекает ток, равный векторной сумме трех линейных токов: IА, IB и IC.
Если фазы нагружены равномерно, то ток нулевого провода равен нулю.

[На основе книги Кузнецов М. И. Основы электротехники. М, "Высшая Школа", 1964]

Тематики

  • электротехника, основные понятия

EN

FR

 

фазный проводник
L

Линейный проводник, используемый в электрической цепи переменного тока.
[ ГОСТ Р 50571. 1-2009 ( МЭК 60364-1: 2005)]

фазный проводник
L

Линейный проводник, используемый в электрической цепи переменного тока.
Термин «фазный проводник» признан недопустимым Международным электротехническим словарем (МЭС). Вместо него МЭС предписывает применять термин «линейный проводник». Однако рассматриваемый термин целесообразно использовать в национальной нормативной и правовой документации.
Фазный проводник представляет собой частный случай линейного проводника, применяемого в электрической цепи переменного тока. Фазные проводники совместно с нейтральными проводниками и PEN-проводниками используют в электроустановках зданий для обеспечения электроэнергией применяемого в них электрооборудования переменного тока.
[ http://www.volt-m.ru/glossary/letter/%D4/view/87/]

EN

line conductor
phase conductor (in AC systems) (deprecated)
pole conductor (in DC systems) (deprecated)

conductor which is energized in normal operation and capable of contributing to the transmission or distribution of electric energy but which is not a neutral or mid-point conductor
[IEV number 195-02-08]

FR

conducteur de ligne
conducteur de phase (déconseillé)

conducteur sous tension en service normal et capable de participer au transport ou à la distribution de l'énergie électrique, mais qui n'est ni un conducteur de neutre ni un conducteur de point milieu
[IEV number 195-02-08]

Параллельные тексты EN-RU

 

Ensure in the installation that the Neutral will never be disconnected before the supplying AC lines.
[Delta Energy Systems]

Электроустановка должна быть устроена таким образом, чтобы отключение нулевого рабочего проводника происходило только после того, как будут отключены фазные проводники.
[Перевод Интент]

If the phase currents are connected correctly...
[Schneider Electric]

Если  фазные проводники подключены правильно...
[Перевод Интент]

Phases must at least be marked L1, L2, L3, at the end and at connection points.
[Schneider Electric]

Фазные проводники должны иметь маркировку L1, L2, L3 по крайней мере на концах и в точках присоединения.
[Перевод Интент]

6.6.28. В трех- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземленной нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные, при этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного.
[ПУЭ]

ОПН (или РВ) на ВЛИ должны быть присоединены к фазному проводу посредством прокалывающих зажимов
[Методические указания по защите распределительных электрических сетей]

2.4.19. На опорах допускается любое расположение фазных проводов независимо от района климатических условий. Нулевой провод, как правило, следует располагать ниже фазных проводов. Провода наружного освещения, прокладываемые на опорах совместно с проводами ВЛ, должны располагаться, как правило, над нулевым проводом.
[ПУЭ]

Недопустимые, нерекомендуемые

Тематики

Синонимы

EN

FR

Трёхфазная система электроснабжения — Википедия

Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей переменного тока, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол. В трёхфазной системе этот угол равен 2π/3 (120°).

Многопроводная (шестипроводная) трёхфазная система переменного тока изобретена Николой Теслой. Значительный вклад в развитие трёхфазных систем внёс М. О. Доливо-Добровольский, который впервые предложил трёх- и четырёхпроводную системы передачи переменного тока, выявил ряд преимуществ малопроводных трёхфазных систем по отношению к другим системам и провёл ряд экспериментов с асинхронным электродвигателем.

Описание

Каждая из действующих ЭДС находится в своей фазе периодического процесса, поэтому часто называется просто «фазой». Также «фазами» называют проводники — носители этих ЭДС. В трёхфазных системах угол сдвига равен 120 градусам. Фазные проводники обозначаются в РФ латинскими буквами L с цифровым индексом 1…3, либо A, B и C[1].

Распространённые обозначения фазных проводов:

Россия, EC (выше 1000 В) Россия, ЕС (ниже 1000 В) Германия Дания
А L1 L1 R
B L2 L2 S
C L3 L3 T
Анимированное изображение течения токов по симметричной трёхфазной цепи с соединением типа «звезда» Векторная диаграмма фазных токов. Симметричный режим. Графическое представление зависимости фазных токов от времени

Преимущества

Возможная схема разводки трёхфазной сети в многоквартирных жилых домах
  • Экономичность.
    • Экономичность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
    • Меньшая материалоёмкость 3-фазных трансформаторов.
    • Меньшая материалоёмкость силовых кабелей, так как при одинаковой потребляемой мощности снижаются токи в фазах (по сравнению с однофазными цепями).
  • Уравновешенность системы. Это свойство является одним из важнейших, так как в неуравновешенной системе возникает неравномерная механическая нагрузка на энергогенерирующую установку, что значительно снижает срок её службы.
  • Возможность простого получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для работы электрического двигателя и ряда других электротехнических устройств. Двигатели 3-фазного тока (асинхронные и синхронные) устроены проще, чем двигатели постоянного тока, одно- или 2-фазные, и имеют высокие показатели экономичности.
  • Возможность получения в одной установке двух рабочих напряжений — фазного и линейного, и двух уровней мощности при соединении на «звезду» или «треугольник».
  • Возможность резкого уменьшения мерцания и стробоскопического эффекта светильников на люминесцентных лампах путём размещения в одном светильнике трёх ламп (или групп ламп), питающихся от разных фаз.

Благодаря этим преимуществам, трёхфазные системы наиболее распространены в современной электроэнергетике.

Схемы соединений трехфазных цепей

Звезда

Звездой называется такое соединение, когда концы фаз обмоток генератора (G) соединяют в одну общую точку, называемую нейтральной точкой или нейтралью. Концы фаз обмоток потребителя (M) также соединяют в общую точку.

Провода, соединяющие начала фаз генератора и потребителя, называются линейными. Провод, соединяющий две нейтрали, называется нейтральным.

Трёхфазная цепь, имеющая нейтральный провод, называется четырёхпроводной. Если нейтрального провода нет — трёхпроводной.

Если сопротивления Za, Zb, Zc потребителя равны между собой, то такую нагрузку называют симметричной.

Линейные и фазные величины

Напряжение между фазным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя фазными проводами (UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

I L = I F ; U L = 3 × U F {\displaystyle I_{L}=I_{F};\qquad U_{L}={\sqrt {3}}\times {U_{F}}}

Несложно показать, что линейное напряжение сдвинуто по фазе на π / 6 {\displaystyle \pi /6} относительно фазных:

u L a b = u F a − u F b = U F [ cos ⁡ ( ω t ) − cos ⁡ ( ω t − 2 π / 3 ) ] = 2 U F sin ⁡ ( − π / 3 ) sin ⁡ ( ω t − π / 3 ) = 3 U F cos ⁡ ( ω t + π − π / 3 − π / 2 ) {\displaystyle u_{L}^{ab}=u_{F}^{a}-u_{F}^{b}=U_{F}[\cos(\omega t)-\cos(\omega t-2\pi /3)]=2U_{F}\sin(-\pi /3)\sin(\omega t-\pi /3)={\sqrt {3}}U_{F}\cos(\omega t+\pi -\pi /3-\pi /2)}

u L = 3 U F cos ⁡ ( ω t + π / 6 ) {\displaystyle u_{L}={\sqrt {3}}U_{F}\cos(\omega t+\pi /6)}

Мощность трёхфазного тока

Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, мощность трёхфазной сети равна:

P = 3 U F I F c o s φ = 3 U L 3 I L c o s φ = 3 U L I L c o s φ {\displaystyle P=3U_{F}I_{F}cos\varphi =3{\frac {U_{L}}{\sqrt {3}}}I_{L}cos\varphi ={\sqrt {3}}U_{L}I_{L}cos\varphi }

Последствия отгорания (обрыва) нулевого провода в трёхфазных сетях
Существующие виды защиты от линейного напряжения, которые можно найти в продаже в электротехнических магазинах Шины для раздачи нулевых проводов (синяя) и проводов заземления (зелёная)

При симметричной нагрузке в трёхфазной системе питание потребителя линейным напряжением возможно даже при отсутствии нейтрального провода. Однако при питании нагрузки фазным напряжением, когда нагрузка на фазы не является строго симметричной, наличие нейтрального провода обязательно. При его обрыве или значительном увеличении сопротивления (плохом контакте) происходит так называемый перекос фаз, в результате которого подключенная нагрузка, рассчитанная на фазное напряжение, может оказаться под произвольным напряжением в диапазоне от нуля до линейного (конкретное значение зависит от распределения нагрузки по фазам в момент обрыва нулевого провода). Это зачастую является причиной выхода из строя бытовой электроники в квартирных домах, который может приводить к пожарам. Пониженное напряжение также может послужить причиной выхода из строя техники.

Проблема гармоник, кратных третьей

Современная техника всё чаще оснащается импульсными сетевыми источниками питания. Импульсный источник без корректора коэффициента мощности потребляет ток узкими импульсами вблизи пиков синусоиды питающего напряжения на интервалах зарядки конденсатора входного выпрямителя. Большое количество таких источников питания в сети создаёт повышенный ток третьей гармоники питающего напряжения. Токи гармоник, кратных третьей, вместо взаимной компенсации, математически суммируются в нейтральном проводнике (даже при симметричном распределении нагрузки) и могут привести к его перегрузке даже без превышения допустимой мощности потребления по фазам. Такая проблема существует, в частности, в офисных зданиях с большим количеством одновременно работающей оргтехники. Решением проблемы третьей гармоники является применение корректора коэффициента мощности (пассивного или активного) в составе схемы производимых импульсных источников питания. Требования стандарта IEC 1000-3-2 накладывают ограничения на гармонические составляющие тока нагрузки устройств мощностью от 50 Вт. В России количество гармонических составляющих тока нагрузки нормируется стандартами ГОСТ Р 54149-2010, ГОСТ 32144-2013 (с 1.07.2014), ОСТ 45.188-2001.


Треугольник


Треугольник — такое соединение, когда конец первой фазы соединяется с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей, а конец третьей фазы соединяется с началом первой.

Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями

Для соединения обмоток треугольником, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

I L = 3 × I F ; U L = U F {\displaystyle I_{L}={\sqrt {3}}\times {I_{F}};\qquad U_{L}=U_{F}}

Мощность трёхфазного тока при соединении треугольником

Для соединения обмоток треугольником, при симметричной нагрузке, мощность трёхфазного тока равна:

P = 3 U F I F c o s φ = 3 U L I L 3 c o s φ = 3 U L I L c o s φ {\displaystyle P=3U_{F}I_{F}cos\varphi =3U_{L}{\frac {I_{L}}{\sqrt {3}}}cos\varphi ={\sqrt {3}}U_{L}I_{L}cos\varphi }

Распространённые стандарты напряжений

Страна Частота, Гц Напряжение (фазное/линейное), Вольт
Россия 50 230/400[2] (бытовые сети)
133/230, 230/400, 400/690, 690/1200 (промышленные сети)[источник не указан 48 дней]
Страны ЕС 50 230/400,
400/690 (промышленные сети)
Япония 50 (60) 120/208
США 60 120/208,
277/480
240 (только треугольник)

Маркировка

Проводники, принадлежащие разным фазам, маркируют разными цветами. Разными цветами маркируют также нейтральный и защитный проводники. Это делается для обеспечения надлежащей защиты от поражения электрическим током, а также для удобства обслуживания, монтажа и ремонта электрических установок и электрического оборудования. В разных странах маркировка проводников имеет свои различия. Однако многие страны придерживаются общих принципов цветовой маркировки проводников, изложенных в стандарте Международной Электротехнической Комиссии МЭК 60445:2010.

P=3U_{F}I_{F}cos\varphi =3U_{L}{\frac {I_{L}}{\sqrt {3}}}cos\varphi ={\sqrt {3}}U_{L}I_{L}cos\varphi Трёхфазная двухцепная линия электропередачи

Цвета фаз

Каждая фаза в трёхфазной системе имеет свой цвет. Они меняют в зависимости от страны. Используются цвета международного стандарта IEC 60446 (IEC 60445).

Страна L1 L2 L3 Нейтраль / ноль Земля

/ защитное заземление

Россия, Белоруссия, Украина, Казахстан (до 2009), Китай Жёлтый Зелёный Красный Голубой Жёлто/зелёный (в полоску)
Европейский союз и все страны которые используют европейский стандарт CENELEC с апреля 2004 (IEC 60446), Гонконг с июля 2007, Сингапур с марта 2009, Украина, Казахстан с 2009, Аргентина Коричневый Чёрный Серый Голубой Жёлто/зелёный (в полоску)[3]
Европейский союз до апреля 2004[4] Красный Жёлтый Голубой Чёрный Жёлто/зелёный (в полоску)

(зелёный в установках до 1970)

Индия, Пакистан, Великобритания до апреля 2006, Гонконг до апреля 2009, ЮАР, Малайзия, Сингапур до февраля 2011 Красный Жёлтый Голубой Чёрный Жёлто/зелёный (в полоску)

(зелёный в установках до 1970)

Австралия и Новая Зеландия Красный (или коричневый)[5] Белый (или чёрный)

(ранее — жёлтый)

Тёмно синий (или серый) Чёрный (или голубой) Жёлто/зелёный (в полоску)

(зелёный в очень старых установках)

Канада (обязательный)[6] Красный Чёрный Голубой Белый или серый Зелёный или цвета меди
Канада (в изолированных трехфазных установках)[7] Оранжевый Коричневый Жёлтый Белый Зелёный
США (альтернативная практика)[8] Коричневый Оранжевый (в системе треугольник), или

фиолетовый (в системе звезда)

Жёлтый Серый или белый Зелёный
США (распространённая практика)[9] Чёрный Красный Голубой Белый или серый Зелёный, жёлто/зелёный (в полоску),[10] или провод цвета меди
Норвегия Чёрный Белый/серый Коричневый Голубой Жёлто/зелёный (в полоску), в более старых установках может встречаться только жёлтый или цвета меди

См. также

Примечания

  1. ↑ Действующий в РФ ГОСТ 2.709-89 предписывает обозначение цепей фазных проводников трёхфазного переменного тока: L1, L2, L3, и при этом допускает обозначения A, B, C.
  2. ↑ Согласно ГОСТ 29322-2014
  3. ↑ Жёлто-зелёная маркировка была принята как международный стандарт для защиты от поражения эл.током дальтоников. От 7 % до 10 % людей не могут точно распознать красный и зелёные цвета.
  4. ↑ В Европе ещё осталось много установок со старой цветовой схемой начала 1970-х. В новых установках используются жёлто/зелёные шины заземления в соответствии с IEC 60446. (Фаза/ноль+земля; Германия: чёрный/серый + красный; Франция зелёный/красный + белый; Россия: красный/серый + чёрный; Швейцария: красныйd/серый + жёлтый или жёлтый и красный; Дания: белый/чёрный + красный
  5. ↑ В Австралии и Новой Зеландии фазы могут быть люього цвета, но только не жёлто-зелёного, зелёного, жёлтого, чёрного или голубого цвета.
  6. ↑ Canadian Electrical Code Part I, 23rd Edition, (2002) ISBN 1-55324-690-X, rule 4-036 (3)
  7. Canadian Electrical Code (англ.)русск. 23-е издание 2002 года, правила 24-208(c)
  8. ↑ Начиная с 1975 в США National Electric Code (англ.)русск. не имел специальных обозначений фаз. По сложившейся практике для соединения звезда 120/208 фазы маркировались чёрным, красным и голубым цветом, а при соединении звезда или треугольник 277/480 фазы обозначались коричневым, оранжевым и жёлтым. В системе 120/240 треугольник с наибольшим напряжением 208 вольт (обычно фаза B) всегда обозначалась оранжевым, общая фаза A была чёрного цвета, а фаза C — красной или голубой.
  9. ↑ See Paul Cook: Harmonised colours and alphanumeric marking. IEE Wiring Matters, Spring 2006.
  10. ↑ В США провод жёлто-зелёного цвета (в полоску) может обозначать изолированную землю[неизвестный термин]. Сегодня в большинстве стран, жёлто-зелёные (в полоску) провода используются для защитного заземления и не могут быть отсоеденины и использованы для других целей.

Ссылки

Соединение звездой в трехфазной системе - связь между фазой и линией, напряжением и током

В схеме Star Connection одинаковые концы (начало или конец) трех обмоток подключены к общей точке, называемой звездой или нейтральной точкой. Трехлинейные проводники отходят от остальных трех свободных клемм, называемых линейными проводниками .

Провода подводятся к внешней цепи, образуя трехфазные трехпроводные системы, соединенные звездой. Однако иногда четвертый провод проходит от точки звезды к внешней цепи, называемый нейтральным проводом , образуя трехфазные четырехпроводные системы, соединенные звездой.

Состав:

Соединение звездой показано на схеме ниже:

star-connection-fig1 Принимая во внимание приведенный выше рисунок, конечные клеммы a 2 , b 2 и c 2 трех обмоток соединены так, чтобы образовать звезду или нейтраль. Три проводника, обозначенные как R, Y и B, проходят от оставшихся трех свободных клемм, как показано на рисунке выше.

Ток, протекающий через каждую фазу, называется Фазный ток I ф. , а ток, протекающий через каждый линейный провод, называется Линейный ток I L .Аналогично, напряжение на каждой фазе называется Phase Voltage E ph , а напряжение на двух линейных проводниках известно как Line Voltage E L .

Зависимость между фазным напряжением и линейным напряжением при соединении звездой

Подключение звездой показано на рисунке ниже:

star-connection-fig2 Поскольку система сбалансирована, сбалансированная система означает, что во всех трех фазах, то есть R, Y и B, через них протекает одинаковое количество тока.Следовательно, три напряжения E NR , E NY и E NB равны по величине, но электрически смещены друг от друга на 120 °.

Диаграмма Phasor звездного соединения показана ниже:

star-connection-fig3 Стрелки на ЭДС и токе указывают направление, а не их фактическое направление в любой момент.

Сейчас,

star-connection-eq1

Между любыми двумя линиями есть двухфазные напряжения.

По следам петли НРИН

star-connection-eq2

Чтобы найти векторную сумму ENY и –ENR, мы должны перевернуть вектор ENR и добавить его с ENY, как показано на векторной диаграмме выше.

Следовательно,

star-connection- eq3

Аналогично

star-connection-eq4

Следовательно, при соединении звездой линейное напряжение в 3 раза больше фазного напряжения.

star-connection-eq5

Связь между фазным током и линейным током при соединении звездой

Тот же ток течет через фазную обмотку, а также в линейный провод, поскольку он включен последовательно с фазной обмоткой.

star-connection-eq6

Где будет фазный ток:

star-connection-eq7

Линейный ток будет:

star-connection-eq8

Следовательно, в трехфазной системе звездообразных соединений линейный ток равен фазному току.

.

Соединение треугольником в 3-фазной системе - соотношение между фазой и линейным напряжением и током

В соединении Delta (Δ) или Mesh готовый вывод одной обмотки соединяется с пусковым выводом другой фазы и т.д., что дает замкнутую цепь. Трехлинейные проводники проходят от трех соединений сетки, называемой Line Conductors .

Соединение в форме треугольника показано на рисунке ниже:

delta-connecttion-figure-1

Состав:

Для получения соединений треугольником , a 2 соединен с b 1 , b 2 соединен с c 1 и c 2 соединен с 1 , как показано на рисунке выше. .Три проводника R, Y и B проходят от трех соединений, известных как Line Conductors .

Ток, протекающий через каждую фазу, называется Phase Current (Iph) , а ток, протекающий через каждый линейный провод, называется Line Current (I L ).

Напряжение на каждой фазе называется Phase Voltage (E ph ) , а напряжение на двух линейных проводниках называется Line Voltage (E L ).

Зависимость между фазным напряжением и линейным напряжением при соединении треугольником

Чтобы понять взаимосвязь между фазным напряжением и линейным напряжением при соединении треугольником, рассмотрите рисунок A, показанный ниже:

delta-connection-figure-2 Из рисунка видно, что напряжение на клеммах 1 и 2 такое же, как и на клеммах R и Y. Следовательно,

delta connection eq1

Аналогично

delta connection eq2

: фазные напряжения

delta connection eq3

Линейные напряжения:

delta connection eq4

Следовательно, при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению.

Отношение между фазным током и линейным током при соединении треугольником

Как и в сбалансированной системе, трехфазный ток I 12 , I 23 и I 31 равны по величине, но электрически смещены друг от друга на 120 °.

Векторная диаграмма показана ниже:

delta-connection-figure-3 Следовательно,

delta connection eq5

Если мы посмотрим на рисунок A, то видно, что ток делится на каждом переходе 1, 2 и 3.

Применение закона Кирхгофа на перекрестке 1,

Входящие токи равны выходным токам.

delta connection eq6

И их векторная разность будет дана как:

delta connection eq

Вектор I 12 переворачивается и добавляется к вектору I 31 , чтобы получить векторную сумму I 31 и –I 12 , как показано выше на векторной диаграмме. Следовательно,

delta connection eq7

Как известно, I R = I L , следовательно,

delta connection eq8

Аналогично

delta connection eq9

Следовательно, при соединении треугольником ток в линии в три раза больше фазного тока.

delta connection eq10
Это все о соединении треугольником в трехфазной системе.

.

Трехфазное питание, значения напряжения и тока

Трехфазное соединение звездой: линия, фазный ток, напряжения и мощность в конфигурации Y

Что такое соединение звездой (Y)?

Star Connection ( Y ) Система также известна как Three Phase Four Wire System ( 3-Phase 4 Wire ), и это наиболее предпочтительная система для распределения мощности переменного тока, а для передачи - Delta соединение обычно используется.

В системе соединения Star (также обозначается Y ) начальные или конечные концы (аналогичные концы) трех катушек соединяются вместе, образуя нейтральную точку. Или

Звездное соединение получается путем соединения вместе одинаковых концов трех катушек, либо «Пуск», либо «Завершение». Другие концы присоединяются к линейным проводам. Общая точка называется нейтральной или звездной точкой , которая представлена ​​номером N .(Как показано на рис. 1)

Соединение звездой также называется трехфазной 4-проводной (3-фазной, 4-проводной) системой.

Также Читайте:

Если сбалансированная симметричная нагрузка подключена к трехфазной системе напряжения параллельно, то три тока будут течь по нейтральному проводу, количество которых будет одинаковым, но будет отличаться на 120 ° (не в фазе) , следовательно, векторная сумма этих трех токов = 0. т.е.

I R + I Y + I B = 0 …………….Victorially

Напряжение между любыми двумя клеммами или напряжение между линией и нейтралью (точка звезды) называется фазным напряжением или напряжением звезды, обозначенным как V Ph . Напряжение между двумя линиями называется линейным напряжением или линейным напряжением и обозначается V L .

Star Connection (Y): Three Phase Power, Voltage & Current Values Star Connection (Y): Three Phase Power, Voltage & Current Values Соединение звездой (Y) Трехфазное питание, значения напряжения и тока

Значения напряжения, тока и мощности при соединении звездой (Y)

Теперь мы найдем значения линейного тока, линейного напряжения, фазного тока , Фазные напряжения и мощность в трехфазной системе переменного тока звездой.

Линейные напряжения и фазные напряжения при соединении звездой

Мы знаем, что линейное напряжение между линией 1 и линией 2 (из рис. 3а) составляет

В RY = В R - В Y …. (Разница векторов)

Таким образом, чтобы найти вектор V RY , увеличьте вектор V Y в обратном направлении, как показано пунктирной линией на рис. 2. Аналогичным образом на обоих концах вектора V R и Vector V Y образуют перпендикулярные пунктирные линии, которые выглядят как параллелограмм, как показано на рис. (2).Диагональная линия, разделяющая параллелограмм на две части, показывает значение V RY . Угол между векторами V Y и V R составляет 60 °.

Следовательно, если

V R = V Y = V B = V PH

, то

V RY = 2 x V PH x Cos (60 ° / 2)

= 2 x V PH x Cos 30 °

= 2 x V PH x (√3 / 2) …… Так как Cos 30 ° = √3 / 2

V RY = √3 V PH

Аналогично,

V YB = V Y - V B

V YB = √3 V PH

И

V BR = V B - V R

V BR = √3 V PH

Следовательно, доказано, что V RY = V YB = V BR линейные напряжения (В L ) при соединении звездой , следовательно, при соединении звездой;

В L = √3 V PH или V L = √3 E PH

Star Connection (Y): Line Voltages and Phase Voltages Star Connection (Y): Line Voltages and Phase Voltages Линейные и фазовые напряжения при соединении звездой

Из рисунка 2 видно, что;

  • Линейные напряжения разнесены на 120 ° друг от друга
  • Линейные напряжения на 30 ° опережают соответствующие фазные напряжения
  • Угол Ф между линейными токами и соответствующими линейными напряжениями составляет (30 ° + Ф), т.е.е. каждый линейный ток отстает (30 ° + Ф) от соответствующего сетевого напряжения.

Связанный пост: Осветительные нагрузки, соединенные звездой и треугольником

Линейные токи и фазные токи при соединении звездой

Из рис (3a) видно, что каждая линия соединена последовательно с отдельной фазной обмоткой, поэтому значение Линейный ток такой же, как и в фазных обмотках, к которым подключена линия. т.е.

  • Ток в линии 1 = I R
  • Ток в линии 2 = I Y
  • Ток в линии 3 = I B

Поскольку текущие токи во всех трех линиях одинаковы, и индивидуальный ток в каждой строке равен соответствующему фазному току, следовательно;

I R = I Y = I B = I PH ….Фазный ток

Линейный ток = Фазный ток

I L = I PH

Проще говоря, значения линейных токов и фазных токов одинаковы в Star Connection .

Star Connection (Y): Values of Line Currents and Phase Currents Star Connection (Y): Values of Line Currents and Phase Currents Соединение звездой (Y): значения линейных токов и напряжений и фазных токов и напряжений
Мощность при соединении звездой

В трехфазной цепи переменного тока полная истинная или активная мощность является суммой трехфазной мощности .Или сумма всех трех фазных мощностей - это полная активная или истинная мощность.

Следовательно, полная активная или истинная мощность в трехфазной системе переменного тока;

Общая истинная или активная мощность = 3-фазная мощность

Или

P = 3 x V PH x I PH x CosФ … .. уравнение… (1)

Мы знаем, что значения фазного тока и фазного напряжения при соединении звездой;

I L = I PH

V PH = V L / √3 ….. (Из В L = √3 В PH )

Ввод этих значений в уравнение мощности ……. (1)

P = 3 x (V L / √3) x I L x CosФ …….…. (V PH = V L / √3)

P = √3 x√3 x (V L / √3) x I L x CosФ….… {3 = √3x√3 }

P = √3 x V L x I L x CosФ

Следовательно, доказано;

Мощность в соединении звездой ,

P = 3 x V PH x I PH x CosФ или

P = √3 x V L x I L x CosФ

То же самое объясняется в MCQ трехфазной цепи с пояснительным ответом (MCQ No.1)

Аналогично,

Общая реактивная мощность = Q = √3 x V L x I L x SinФ

Где Cos Φ = коэффициент мощности = фазовый угол между фазным напряжением и фазным током, а не между линейным током и линейным напряжением.

Полезно знать : Реактивная мощность индуктивной катушки принимается как положительная (+), а реактивная мощность конденсатора - как отрицательная (-).

Также полная полная мощность трех фаз;

Общая кажущаяся мощность = S = √3 x V L x I L Или,

S = √ (P 2 + Q 2 )

Также читается:

.

0 comments on “Фазный и линейный ток: Линейные и фазные токи, схема звезда и треугольник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *